Existem requisitos técnicos específicos para diferentes tipos de transformadores, que podem ser expressos por parâmetros técnicos correspondentes. Por exemplo, os principais parâmetros técnicos de um transformador de potência incluem: potência nominal, tensão nominal e relação de transformação, frequência nominal, faixa de temperatura de operação, elevação de temperatura, taxa de regulação de tensão, desempenho de isolamento e resistência à umidade. Para transformadores de baixa frequência em geral, os principais parâmetros técnicos são: relação de transformação, características de frequência, distorção não linear, blindagem magnética e eletrostática, eficiência, etc.
Os principais parâmetros de um transformador incluem a relação de tensão, as características de frequência, a potência nominal e a eficiência.
(1）Relação de tensão
A relação entre a relação de tensão n do transformador e o número de espiras e a tensão dos enrolamentos primário e secundário é a seguinte: n = V1/V2 = N1/N2, onde N1 é o enrolamento primário do transformador, N2 é o enrolamento secundário, V1 é a tensão em ambas as extremidades do enrolamento primário e V2 é a tensão em ambas as extremidades do enrolamento secundário. A relação de tensão n de um transformador elevador é menor que 1, a relação de tensão n de um transformador abaixador é maior que 1 e a relação de tensão n de um transformador isolador é igual a 1.
(2）Potência nominal P. Este parâmetro é geralmente usado para transformadores de potência. Refere-se à potência de saída quando o transformador pode operar por um longo período sem exceder a temperatura especificada, sob a frequência e tensão de operação especificadas. A potência nominal do transformador está relacionada à área da seção transversal do núcleo de ferro, ao diâmetro do fio esmaltado, etc. Um transformador com grande área de seção transversal do núcleo de ferro e fio esmaltado de maior diâmetro terá uma potência de saída maior.
(3）A característica de frequência refere-se ao fato de o transformador possuir uma determinada faixa de frequência de operação, sendo que transformadores com faixas de frequência de operação diferentes não são intercambiáveis. Quando o transformador opera fora de sua faixa de frequência, a temperatura aumenta ou o transformador apresenta mau funcionamento.
(4）A eficiência refere-se à relação entre a potência de saída e a potência de entrada de um transformador com carga nominal. Esse valor é proporcional à potência de saída do transformador, ou seja, quanto maior a potência de saída, maior a eficiência; quanto menor a potência de saída, menor a eficiência. O valor da eficiência de um transformador geralmente varia entre 60% e 100%.
Na potência nominal, a relação entre a potência de saída e a potência de entrada do transformador é chamada de eficiência do transformador, ou seja,
η= x100%
Ondeη A eficiência do transformador é dada por: P1 é a potência de entrada e P2 é a potência de saída.
Quando a potência de saída P2 do transformador é igual à potência de entrada P1, a eficiência éη Se a eficiência fosse de 100%, o transformador não produziria nenhuma perda. Mas, na realidade, não existe um transformador assim. Quando um transformador transmite energia elétrica, ele sempre produz perdas, que incluem principalmente perdas no cobre e perdas no ferro.
A perda no cobre refere-se à perda causada pela resistência da bobina do transformador. Quando a corrente elétrica aquece a bobina através de sua resistência, parte da energia elétrica é convertida em energia térmica e perdida. Como a bobina geralmente é enrolada com fio de cobre isolado, essa perda é chamada de perda no cobre.
As perdas no núcleo de um transformador incluem dois aspectos. Um deles é a perda por histerese. Quando a corrente alternada passa pelo transformador, a direção e a intensidade da linha de força magnética que atravessa a chapa de aço silício do transformador se alteram, fazendo com que as moléculas dentro da chapa de aço silício se atritem umas contra as outras e liberem energia térmica, dissipando assim parte da energia elétrica. Esse fenômeno é chamado de perda por histerese. O outro aspecto é a perda por correntes parasitas, que ocorre quando o transformador está em funcionamento. Há uma linha de força magnética atravessando o núcleo de ferro, e uma corrente induzida é gerada no plano perpendicular a essa linha de força magnética. Como essa corrente forma um circuito fechado e circula em forma de redemoinho, ela é chamada de corrente parasita. A presença de correntes parasitas faz com que o núcleo de ferro aqueça e consuma energia, o que é chamado de perda por correntes parasitas.
A eficiência de um transformador está intimamente relacionada ao seu nível de potência. De modo geral, quanto maior a potência, menores as perdas e a potência de saída, e maior a eficiência. Por outro lado, quanto menor a potência, menor a eficiência.
Data da publicação: 07/12/2022
